生化蛋白質(zhì)化學(xué)

1、1.蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)的結(jié)構(gòu)高分子蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)的結(jié)構(gòu)高分子 蛋白質(zhì)占干重蛋白質(zhì)占干重 人體中（中年人）人體中（中年人） 人體人體 45% 水水55% 細(xì)菌細(xì)菌 50%80% 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)19% 真菌真菌 14%52% 脂肪脂肪19% 酵母菌酵母菌 14%50% 糖類(lèi)糖類(lèi)1% 白地菌白地菌50% 無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽7% 2.蛋白質(zhì)是一種生物體內(nèi)的功能高分子蛋白質(zhì)是一種生物體內(nèi)的功能高分子 （1）酶的催化作用）酶的催化作用 （2）調(diào)節(jié)作用）調(diào)節(jié)作用(多肽類(lèi)激素多肽類(lèi)激素) （3）運(yùn)輸功能）運(yùn)輸功能 （4）運(yùn)動(dòng)功能）運(yùn)動(dòng)功能 （5）免疫保護(hù)作用）免疫保護(hù)作用(干擾素干擾素) （6）接受、傳遞信息的受體）

2、接受、傳遞信息的受體 （7）毒蛋白）毒蛋白 第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)分子組成成分蛋白質(zhì)分子組成成分 一一.元素組成元素組成 這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為： 碳碳 5055 氮氮 1517% 鐵鐵,鋅鋅,錳錳,鉬鉬,碘碘,銅等銅等 氫氫 68 硫硫 04 氧氧 2023 磷磷 01% 蛋白質(zhì)是一類(lèi)含氮有機(jī)化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和蛋白質(zhì)是一類(lèi)含氮有機(jī)化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和 少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、 碘、鋅和銅等。碘、鋅和銅等。 其中氮含量較恒定

3、，平均其中氮含量較恒定，平均16%。一克氮。一克氮=6.25克蛋白質(zhì)。這克蛋白質(zhì)。這 是凱氏定氮法的依據(jù)。是凱氏定氮法的依據(jù)。 二二 .蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)的水解 酸水解：酸水解： 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 氨基酸氨基酸 堿水解：堿水解： 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 氨基酸氨基酸 酶水解：酶水解： 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 氨基酸氨基酸 證明：氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位證明：氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位 R CH NH 3 + COO- R CH COOH NH2 三三.基本組成單位氨基酸基本組成單位氨基酸 （一）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 1.特點(diǎn)特點(diǎn) 氨基酸的結(jié)構(gòu)決定了有如下特點(diǎn)：氨基酸的結(jié)構(gòu)決定了有如下特點(diǎn)： 具

4、有酸性的羧基和堿性的氨基具有酸性的羧基和堿性的氨基 -碳為手性碳原子碳為手性碳原子 由于由于R側(cè)鏈不同側(cè)鏈不同 或 分子型分子型離子型離子型 2.非蛋白氨基酸非蛋白氨基酸 NH2CH2COOHCH2CH2 NH2CH 2CH COOHCH 2 CH2 NH2 C O NH CH 2 CH COOHCH2OH NH2 NH2CH2 CHCOOH CH2CH2 NH2 NH2CH2COOHCH2 高絲氨酸：高絲氨酸： -丙氨酸：丙氨酸： -氨基丁酸：氨基丁酸： 鳥(niǎo)氨酸：鳥(niǎo)氨酸： 瓜氨酸：瓜氨酸： HO N COOH H 高半光氨酸：高半光氨酸： HS-CH2-CH2-CH-COOH NH2 4-羥

5、脯氨酸：羥脯氨酸： 胱氨酸：胱氨酸： H2N-CH-CH2-S-S- CH2-CH-NH2 COOH COOH 4-羥賴(lài)氨酸：羥賴(lài)氨酸： H2N-CH2 -CH-CH2-CH2-CH -COOH OH NH2 中性中性AA（15種）種） （1）按）按R基團(tuán)的酸堿性分類(lèi)基團(tuán)的酸堿性分類(lèi) 酸性酸性AA（Glu，Asp） 堿性堿性AA (His, Arg,Lys) （2）按）按R基團(tuán)的基團(tuán)的 疏水性疏水性R基團(tuán)基團(tuán)AA 極性分類(lèi)極性分類(lèi) 不帶電荷極性不帶電荷極性R基團(tuán)的基團(tuán)的AA 親水性親水性R基團(tuán)基團(tuán)AA 正電荷正電荷 帶電荷帶電荷R基團(tuán)的基團(tuán)的AA 負(fù)電荷負(fù)電荷 脂肪族脂肪族AA （3）按）按R

6、基團(tuán)的基團(tuán)的 芳香族芳香族AA 化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi) 雜環(huán)族雜環(huán)族AA 雜環(huán)亞雜環(huán)亞AA （二）（二）.氨基酸的分類(lèi)氨基酸的分類(lèi) 第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸性質(zhì)氨基酸性質(zhì) 一、氨基酸的光學(xué)活性和光吸收性質(zhì)一、氨基酸的光學(xué)活性和光吸收性質(zhì) CHO CHOH CH 2OH L（-）甘油醛甘油醛 COOH CH R NH2 L氨基酸氨基酸 CHO CHOH CH 2OH COOH CNH2 R H D（+）甘油醛甘油醛 D氨基酸氨基酸 n酪氨酸的酪氨酸的 max 278nm， 278=1.4x103; n苯丙氨酸的苯丙氨酸的 max259nm， 259=2.0 x102; n色氨酸的色氨酸的 max

7、279nm， 279=5.6x103; 氨基酸的光吸收氨基酸的光吸收 二二. .氨基酸的兩性離解性質(zhì)氨基酸的兩性離解性質(zhì) 氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨 基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以 質(zhì)子化質(zhì)子化(-NH(-NH3 3+ +) )形式存在，羧基是以離解狀態(tài)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO(-COO- -) )存在。存在。 H3N-CH-COOH R + H3N-CH-COO- R + H2N-CH-COO- R - pK1 + H+ H

8、+ - pK2 + H+ H + “ +” 正離子正離子 PHPI 1.兩性離子兩性離子 同一分子中既有帶正電荷的離子又有帶負(fù)電荷的離子，同一分子中既有帶正電荷的離子又有帶負(fù)電荷的離子， 這種離子稱(chēng)為兩性離子。這種離子稱(chēng)為兩性離子。 2. 氨基酸的等電點(diǎn)氨基酸的等電點(diǎn) 在一定的在一定的pH值時(shí)，氨基酸分子中氨基的離解度等于羧基的離解值時(shí)，氨基酸分子中氨基的離解度等于羧基的離解 度時(shí)，所含的度時(shí)，所含的-NH3+和和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為數(shù)目正好相等，凈電荷為0。在電。在電 場(chǎng)中既不向正極移動(dòng)，也不向負(fù)極移動(dòng)，這一場(chǎng)中既不向正極移動(dòng)，也不向負(fù)極移動(dòng)，這一pH值即為氨基酸值即為氨基酸 的

9、等電點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)的等電點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)pI。 在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動(dòng)，即氨基酸處在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動(dòng)，即氨基酸處 于兩性離子狀態(tài)。于兩性離子狀態(tài)。 3. 氨基酸的等電點(diǎn)的計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)的計(jì)算 H3N-CH-COOH R + H3N-CH-COO- R + H2N-CH-COO- R - pK1 + H+ H + - pK2 + H+ H + K1= H3N-CH-COOH R + H3N-CH-COO- R + * H+ H2N-CH-COO- R K2= H3N-CH-COO- R + * H+ K1* H3N-CH-COOH R + H3N-CH-COO-

10、 R + * H+ H2N-CH-COO- R K2= H3N-CH-COO- R + * H+ * K1* H3N-CH-COOH R + H2N-CH-COO- R K2= H+ * 2 等電點(diǎn)時(shí)：等電點(diǎn)時(shí)：H3N-CH-COOH R + H2N-CH-COO- R = K1*K2= H+ 2 等式兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)等式兩邊取負(fù)對(duì)數(shù) -logK1+(-logK2)=2(-logH+)pK1+pK2=2pH 側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性氨基酸，其等電點(diǎn)是它的側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性氨基酸，其等電點(diǎn)是它的pK1和和 pK2的算術(shù)平均值：的算術(shù)平均值：pI = (pK1 + pK2 )/2 同樣，對(duì)于側(cè)鏈含有

11、可解離基團(tuán)的氨基酸，其同樣，對(duì)于側(cè)鏈含有可解離基團(tuán)的氨基酸，其pI值也決定于兩性值也決定于兩性 離子兩邊的離子兩邊的pK值的算術(shù)平均值。值的算術(shù)平均值。 酸性氨基酸：酸性氨基酸：pI = (Pk-COOH + pKR-COOH )/2 堿性氨基酸：堿性氨基酸：pI = (pK- NH2 + pKR-NH2 )/2 pH PI溶液對(duì)溶液對(duì)PI而言偏堿而言偏堿 帶帶+ PI與與PH的關(guān)系的關(guān)系 pH =PI溶液對(duì)溶液對(duì)PI而言中性而言中性 不帶電不帶電 pH PI溶液對(duì)溶液對(duì)PI而言偏酸而言偏酸 帶帶 - 等電點(diǎn)等于酸性基團(tuán)離解常數(shù)與堿性基團(tuán)離解常數(shù)之和的一半等電點(diǎn)等于酸性基團(tuán)離解常數(shù)與堿性基團(tuán)離

12、解常數(shù)之和的一半 或等電點(diǎn)等于兩性離子兩側(cè)離解基團(tuán)離解常數(shù)之和的一半或等電點(diǎn)等于兩性離子兩側(cè)離解基團(tuán)離解常數(shù)之和的一半 Lys的解離如下：的解離如下： COO CHNH3 CH2 4 NH3 COO CHNH2 CH2 4 NH3 NH3 COO CHNH2 CH2 4 NH2 NH3 NH3 COOH CHNH3 CH2 4 NH3 KCOOHK - K- - H+H+H+ （+）（+） （ ）（- - ） Asp解離如下解離如下: COOH CHNH3 CH2 COOH COO CHNH3 CH2 COOH COO CHNH3 CH2 COO NH3 COO CHNH2 CH2 COO K

13、-COOHK-COOHK - H+H+H+ -COOH （+） （-） （-） （） 4.根據(jù)滴定曲線(xiàn)求根據(jù)滴定曲線(xiàn)求pK 6.02 2.34 9.69 丙氨酸的滴定曲線(xiàn)丙氨酸的滴定曲線(xiàn) 三三.氨基酸的化學(xué)反應(yīng)氨基酸的化學(xué)反應(yīng) 1.與甲醛反應(yīng)與甲醛反應(yīng) （一）（一）.氨基參與的反應(yīng)氨基參與的反應(yīng) 2.與亞硝酸反應(yīng)與亞硝酸反應(yīng) R CH NH 3 + COO- R CHON2CO2 HNO2 + + 此反應(yīng)是此反應(yīng)是Vanslyke定氮的原理定氮的原理 3. 與與2,4-二硝基氟苯（二硝基氟苯（DNFB）反應(yīng)）反應(yīng) 4.與異硫氰酸苯酯（與異硫氰酸苯酯（PITC）的反應(yīng)）的反應(yīng) N H S:C C

14、HC O R1 HNNHCHC O R2 N C O CH NH SC R1 NCS NHCHC O R2 NCHC O R1 H H NH2CHC O R2 + N(CH3)2 SO2Cl H2NCHC RO HNCHC RO SO2 N(CH3)2 + 水解 N(CH3)2 SO2 HNCHC RO OH + 氨基酸 丹磺酰氯 多肽N-端 丹磺酰N-端氨基酸 丹磺酰氨基酸 在堿性條件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可在堿性條件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可 以與以與N-N-端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰- -氨基酸。氨基酸。 此法的優(yōu)點(diǎn)是丹磺酰此法

15、的優(yōu)點(diǎn)是丹磺酰- -氨基酸有很強(qiáng)的熒光性質(zhì)，檢測(cè)氨基酸有很強(qiáng)的熒光性質(zhì)，檢測(cè) 靈敏度可以達(dá)到靈敏度可以達(dá)到1 1 1010-9 -9mol mol。 （二）（二）.羧基參與的反應(yīng)羧基參與的反應(yīng) H2NCHC RO HNCHC ROORn CCHHNOH n-1 N-端氨基酸 C-端氨基酸 ORn CCHH2NOHH2NCHC RO NHNH2+ H+ NH2NH2 氨基酸酰肼 C-端氨基酸 此法是多肽鏈法是多肽鏈C-C-端氨基酸分析法。多肽與肼在無(wú)水條件下加熱，端氨基酸分析法。多肽與肼在無(wú)水條件下加熱， C-C-端氨基酸即從肽鏈上解離出來(lái)，其余的氨基酸則變成肼化物。肼化端氨基酸即從肽鏈上解離出

16、來(lái)，其余的氨基酸則變成肼化物。肼化 物能夠與苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)而與物能夠與苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)而與C-C-端氨基酸分離端氨基酸分離。 （三）（三）.氨基和羧基共同參與的反應(yīng)氨基和羧基共同參與的反應(yīng)茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng) 0 0 0 0 0H 0 0H H2O 0 0H 0 H H2N-CH-COOH R NH3+RCHO+CO2 0 0H 0 0H 0 0H 0 H + NH3 + 0 0H 0 0H 0 =N 0O- O 藍(lán)紫色化合物藍(lán)紫色化合物 入入max=570nm 脯氨酸，羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)生成黃色物質(zhì)脯氨酸，羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)生成黃色物質(zhì) 入入max=440nm 0

17、0H 0 0H C C C O- O N + CO2 HN COOH 反應(yīng)名稱(chēng)反應(yīng)名稱(chēng)反應(yīng)試劑反應(yīng)試劑反應(yīng)基團(tuán)反應(yīng)基團(tuán)顏色顏色用途用途 黃色反應(yīng)黃色反應(yīng)濃硫酸濃硫酸+濃硝酸濃硝酸苯基、酚基苯基、酚基黃色黃色Phe Tyr 米倫反應(yīng)米倫反應(yīng)硝酸汞（亞汞）硝酸汞（亞汞）酚基酚基紅色紅色 Tyr 乙醛酸反應(yīng)乙醛酸反應(yīng)乙醛酸乙醛酸吲哚基吲哚基紫紅紫紅Trp 坂口反應(yīng)坂口反應(yīng)萘酚萘酚+NaClO胍基胍基紅色紅色Arg 福林酚反應(yīng)福林酚反應(yīng)磷鉬酸磷鉬酸+磷鎢酸磷鎢酸酚基、吲哚基酚基、吲哚基藍(lán)色藍(lán)色Trp Tyr Pauly反應(yīng)反應(yīng)重氮鹽重氮鹽咪唑基咪唑基 酚基酚基 棕紅色棕紅色 桔黃色桔黃色 His Ty

18、r 巰基反應(yīng)巰基反應(yīng)亞硝酸亞鐵氰酸亞硝酸亞鐵氰酸 鈉鈉 巰基巰基紅色紅色Cys （四）（四）R-側(cè)鏈反應(yīng)側(cè)鏈反應(yīng)-呈色反應(yīng)呈色反應(yīng) 第三節(jié)第三節(jié).氨基酸的分離與測(cè)定氨基酸的分離與測(cè)定 一一.層析法層析法 二二.電泳法電泳法 三三.氨基酸的測(cè)定氨基酸的測(cè)定 第四節(jié)第四節(jié) 肽肽 一一.肽的結(jié)構(gòu)肽的結(jié)構(gòu) CCNCCNCCNCCNC CH2CHCH2CH2CH2 COO - OHCO2HCH2 CONH2 OH CH3 H3N + OOOO HHHHH HHHH SerValTyrAsp Gln CH3 N-端 C-端 肽鍵 氨基酸殘基氨基酸殘基肽單位肽單位 二二.生物活性肽生物活性肽 +H3N-Ty

19、r-Gly-Gly-Phe-Met-COO- Met-腦啡肽腦啡肽 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO- Leu-腦啡肽腦啡肽 H2N-CHCH2CH2-CO-NH-CH-CO-NH-CH2COOH COOH CH2 SH 2GSH GS-SG 1.谷胱甘肽谷胱甘肽 2.腦啡肽腦啡肽 Cys Tyr ILe Gln Asn Cys Pro Leu GlyNH2 S S 牛催產(chǎn)素 Cys Tyr Gln Asn Cys Pro S S Phe Arg GlyNH2 牛加壓素 Leu-(D)phe-pro-val-Orn Orn-val-pro-(D)phe-Leu 4.短桿

20、菌肽短桿菌肽S（Orn鳥(niǎo)氨酸）鳥(niǎo)氨酸） 3.催產(chǎn)素催產(chǎn)素 第五節(jié)第五節(jié) 蛋白質(zhì)分類(lèi)蛋白質(zhì)分類(lèi) 一一.根據(jù)蛋白質(zhì)分子形狀分類(lèi)根據(jù)蛋白質(zhì)分子形狀分類(lèi) 1.球狀蛋白球狀蛋白 2.纖維狀蛋白纖維狀蛋白 二二.根據(jù)蛋白質(zhì)的組成成份分類(lèi)根據(jù)蛋白質(zhì)的組成成份分類(lèi) 1.單純蛋白單純蛋白 2.結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白 清蛋白清蛋白 核蛋白核蛋白 谷蛋白和醇溶谷蛋白谷蛋白和醇溶谷蛋白 色蛋白色蛋白 精蛋白和組蛋白精蛋白和組蛋白 糖蛋白糖蛋白 硬蛋白硬蛋白 脂蛋白脂蛋白 磷蛋白磷蛋白 第六節(jié)第六節(jié) 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu) 一一.蛋白質(zhì)的氨基酸組成蛋白質(zhì)的氨基酸組成 1.蛋白質(zhì)的氨基酸組成可用殘基重量百分?jǐn)?shù)表示蛋白

21、質(zhì)的氨基酸組成可用殘基重量百分?jǐn)?shù)表示 147 165 如：如：100克胰島素克胰島素 分析得到分析得到 phe8.6克，其重量百分?jǐn)?shù)為：克，其重量百分?jǐn)?shù)為： 殘基分子量殘基分子量 氨基酸含量氨基酸含量 * = 8.6* = 7.7克 氨基酸分子量氨基酸分子量 2.根據(jù)百分組成計(jì)算氨基酸的分子個(gè)數(shù)根據(jù)百分組成計(jì)算氨基酸的分子個(gè)數(shù) 如：胰島素分子量為如：胰島素分子量為6000，丙氨酸占，丙氨酸占4.6%，氨基酸個(gè)數(shù)為：，氨基酸個(gè)數(shù)為： = 3 4.6%*6000 89 氨基酸的百分含量氨基酸的百分含量*蛋白質(zhì)分子量蛋白質(zhì)分子量 氨基酸的分子量氨基酸的分子量 a鹽鍵（離子鍵 ） b氫鍵 c疏水相互作

22、用力 d 范德華力 e二硫鍵 f 酯鍵 二二.蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵 維系蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)：肽鍵維系蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)：肽鍵 維系蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)：氫鍵維系蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)：氫鍵 維系蛋白質(zhì)分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)：疏水相維系蛋白質(zhì)分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)：疏水相 互作用力互作用力 維系蛋白質(zhì)分子的四級(jí)結(jié)構(gòu)：范德華維系蛋白質(zhì)分子的四級(jí)結(jié)構(gòu)：范德華 力、鹽鍵、氫鍵、疏水相互作用力力、鹽鍵、氫鍵、疏水相互作用力 離子鍵離子鍵氫鍵氫鍵 范德華力范德華力疏水相互作用力疏水相互作用力 氫鍵、范德華力、疏水相互作用力、鹽鍵，均為次級(jí)鍵氫鍵、范德華力、疏水相互作用力、鹽鍵，均為次級(jí)鍵 氫

23、鍵、范德華力雖然鍵能小，但數(shù)量大氫鍵、范德華力雖然鍵能小，但數(shù)量大 疏水相互作用力對(duì)維持三級(jí)結(jié)構(gòu)特別重要疏水相互作用力對(duì)維持三級(jí)結(jié)構(gòu)特別重要 鹽鍵數(shù)量小鹽鍵數(shù)量小 二硫鍵對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象很重要，二硫鍵越多，蛋白質(zhì)分子構(gòu)象越二硫鍵對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象很重要，二硫鍵越多，蛋白質(zhì)分子構(gòu)象越 穩(wěn)定穩(wěn)定 三三.蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定 （一）氨基酸組成成分分析（一）氨基酸組成成分分析 （二）末端分析（二）末端分析 1.N-末端末端 2.C-末端末端 （三）肽鏈伸展與分離（三）肽鏈伸展與分離 （四）肽鏈部分水解與肽段分離（四）肽鏈部分水解與肽段分離 （五）肽段的氨基酸順序測(cè)定（五）肽段的氨基酸

24、順序測(cè)定 （六）由各段順序推斷的氨基酸順序（六）由各段順序推斷的氨基酸順序 CH3S： CH2 CH2 CHNHCNHCHC OOR +BrC+N Br- CH3S+ CH2 CH2 CHNHCNHCHC OOR CN CH3SC N CH 2 CHNHCNHCHC OOR CH2 + H2O + CH2 CHNHC O CH2 OH3N + CHC OR 高絲氨酸內(nèi)酯 化學(xué)法：化學(xué)法： 溴化氰水解法，它能選擇性地切割由甲硫氨酸的羧基所形成的肽鍵溴化氰水解法，它能選擇性地切割由甲硫氨酸的羧基所形成的肽鍵。 酶法酶法 -HN-CH-CO-NH-CH-CO R1 R2 胰酶：胰酶： R1 =Lys

25、.Arg 胰凝乳酶：胰凝乳酶： R1=phe.Tyr.Trp 胃酶：胃酶： R1 R2= phe.Tyr.Trp.leu 嗜熱菌蛋白酶：嗜熱菌蛋白酶： R2= phe.Tyr.Trp.leu.Ile.val Glu酶：酶： R1=Glu.Asp Arg酶：酶： R1=Arg 第七節(jié)第七節(jié) 蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu) 超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu) 四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu) 高級(jí)結(jié)構(gòu)高級(jí)結(jié)構(gòu) -螺旋螺旋 -折疊折疊 -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 自由回折自由回折 高級(jí)結(jié)構(gòu)的概念：高級(jí)結(jié)構(gòu)的概念： 1. -螺旋螺旋 一一. 二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu) 要點(diǎn)：要點(diǎn)： 螺旋的角度與高度螺旋的

26、角度與高度 維持螺旋的作用力維持螺旋的作用力 影響螺旋穩(wěn)定的因素影響螺旋穩(wěn)定的因素 螺旋的種類(lèi)螺旋的種類(lèi) 2. -折疊折疊 要點(diǎn)：要點(diǎn)： 肽鏈的走向（肽鏈的走向（種類(lèi)）種類(lèi)） 殘基軸心距離殘基軸心距離 維持的作用力維持的作用力 影響螺旋穩(wěn)定的因素影響螺旋穩(wěn)定的因素 3.-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 4.自由回折自由回折 氫鍵氫鍵 1800的回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn) 二二.超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu) 三三.三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu) 要點(diǎn)：要點(diǎn)： 形狀形狀 折疊折疊 作用力作用力 四四.四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)亞基亞基四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu) 第八節(jié)第八節(jié) 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能

27、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能 一一.一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 1.胰島素的結(jié)構(gòu)與功能胰島素的結(jié)構(gòu)與功能 2.血紅蛋白結(jié)構(gòu)與功能血紅蛋白結(jié)構(gòu)與功能 3.細(xì)胞色素細(xì)胞色素C與生物進(jìn)化與生物進(jìn)化 二二.蛋白質(zhì)的構(gòu)象與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的構(gòu)象與功能的關(guān)系 三三.個(gè)別蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能個(gè)別蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能 1.纖維狀蛋白纖維狀蛋白角蛋白角蛋白 2.絲心蛋白絲心蛋白 第九節(jié)第九節(jié) 蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì) 一一.蛋白質(zhì)的分子大小蛋白質(zhì)的分子大小 1.根據(jù)化學(xué)成分測(cè)定最小相對(duì)分子質(zhì)量根據(jù)化學(xué)成分測(cè)定最小相對(duì)分子質(zhì)量 據(jù)其百分含量可計(jì)算出最低相對(duì)分子質(zhì)量：據(jù)其百分含量可計(jì)算出最低相對(duì)分子質(zhì)量： 最小相對(duì)分

28、子質(zhì)量最小相對(duì)分子質(zhì)量 （成分的相對(duì)分子或原子質(zhì)量）（成分的相對(duì)分子或原子質(zhì)量） 已知成分的百分含量已知成分的百分含量 2.沉降系數(shù)沉降系數(shù) 一個(gè)一個(gè)S單位，為單位，為110-13秒秒 蛋白質(zhì)的沉降系數(shù)：蛋白質(zhì)的沉降系數(shù)：1200S，相對(duì)分子質(zhì)量越大，相對(duì)分子質(zhì)量越大，S值越大值越大 由沉降系數(shù)由沉降系數(shù)S可根據(jù)斯維得貝格可根據(jù)斯維得貝格Svedberg方程計(jì)算蛋方程計(jì)算蛋 白質(zhì)分子的相對(duì)分子質(zhì)量：白質(zhì)分子的相對(duì)分子質(zhì)量： M=RST/D1i R：氣體常數(shù)：氣體常數(shù) T：絕對(duì)溫度：絕對(duì)溫度 D：擴(kuò)散系數(shù)：擴(kuò)散系數(shù) ：溶劑的密度：溶劑的密度 S= dx/dt 2x 蛋白質(zhì)與多肽一樣，能夠發(fā)生兩性

29、離解，也有等電點(diǎn)。在等電點(diǎn)時(shí)蛋白質(zhì)與多肽一樣，能夠發(fā)生兩性離解，也有等電點(diǎn)。在等電點(diǎn)時(shí) (Isoelectric point pI)，蛋白質(zhì)的溶解度最小，在電場(chǎng)中不移動(dòng)。，蛋白質(zhì)的溶解度最小，在電場(chǎng)中不移動(dòng)。 在不同的在不同的pH環(huán)境下，蛋白質(zhì)的電學(xué)性質(zhì)不同。在等電點(diǎn)偏酸性溶液中，環(huán)境下，蛋白質(zhì)的電學(xué)性質(zhì)不同。在等電點(diǎn)偏酸性溶液中， 蛋白質(zhì)粒子帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)中向正極移動(dòng)；在等電點(diǎn)偏堿性溶液中，蛋蛋白質(zhì)粒子帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)中向正極移動(dòng)；在等電點(diǎn)偏堿性溶液中，蛋 白質(zhì)粒子帶正電荷，在電場(chǎng)中向負(fù)極移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)電泳白質(zhì)粒子帶正電荷，在電場(chǎng)中向負(fù)極移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)電泳 (Elect

30、rophoresis)。 由于蛋白質(zhì)的分子量很大，它在水中能夠形成膠體溶液。蛋白質(zhì)溶液具有膠體由于蛋白質(zhì)的分子量很大，它在水中能夠形成膠體溶液。蛋白質(zhì)溶液具有膠體 溶液的典型性質(zhì)，如丁達(dá)爾現(xiàn)象、布郎運(yùn)動(dòng)等。溶液的典型性質(zhì)，如丁達(dá)爾現(xiàn)象、布郎運(yùn)動(dòng)等。 由于膠體溶液中的蛋白質(zhì)不能通過(guò)半透膜，因此可以應(yīng)用透析法將非蛋白的小由于膠體溶液中的蛋白質(zhì)不能通過(guò)半透膜，因此可以應(yīng)用透析法將非蛋白的小 分子雜質(zhì)除去。分子雜質(zhì)除去。 二二. 蛋白質(zhì)的兩性離解和電泳現(xiàn)象蛋白質(zhì)的兩性離解和電泳現(xiàn)象 三三.蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 四四. 蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性與它的分子量大小、蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性與它的分子

31、量大小、 所帶的電荷和水化作用有關(guān)。所帶的電荷和水化作用有關(guān)。 改變?nèi)芤旱臈l件，將影響蛋白質(zhì)的溶解性質(zhì)改變?nèi)芤旱臈l件，將影響蛋白質(zhì)的溶解性質(zhì) 在適當(dāng)?shù)臈l件下，蛋白質(zhì)能夠從溶液中沉淀出來(lái)。在適當(dāng)?shù)臈l件下，蛋白質(zhì)能夠從溶液中沉淀出來(lái)。 蛋白質(zhì)的性質(zhì)與它們的結(jié)構(gòu)密蛋白質(zhì)的性質(zhì)與它們的結(jié)構(gòu)密 切相關(guān)。某些物理或化學(xué)因素，能切相關(guān)。某些物理或化學(xué)因素，能 夠破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，引起蛋夠破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，引起蛋 白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致其生理活白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致其生理活 性喪失。這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性喪失。這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變 性性. 大部分蛋白質(zhì)均含有大部分蛋白質(zhì)均含有 帶芳香環(huán)的苯丙氨酸、

32、酪氨帶芳香環(huán)的苯丙氨酸、酪氨 酸和色氨酸。這三種氨基酸酸和色氨酸。這三種氨基酸 的在的在280nm 附近有最大吸附近有最大吸 收。因此，大多數(shù)蛋白質(zhì)在收。因此，大多數(shù)蛋白質(zhì)在 280nm 附近顯示強(qiáng)的吸收。附近顯示強(qiáng)的吸收。 利用這個(gè)性質(zhì)，可以對(duì)蛋白利用這個(gè)性質(zhì)，可以對(duì)蛋白 質(zhì)進(jìn)行定性鑒定。質(zhì)進(jìn)行定性鑒定。 蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)蛋白質(zhì)在等電點(diǎn) pH條件下，不發(fā)條件下，不發(fā) 生電泳現(xiàn)象。利生電泳現(xiàn)象。利 用蛋白質(zhì)的電泳用蛋白質(zhì)的電泳 現(xiàn)象，可以將蛋現(xiàn)象，可以將蛋 白質(zhì)進(jìn)行分離純白質(zhì)進(jìn)行分離純 化化。 第十節(jié)第十節(jié) 蛋白質(zhì)分離純化及測(cè)定蛋白質(zhì)分離純化及測(cè)定 一一. 蛋白質(zhì)分離純化的方法蛋白質(zhì)分離純化的方

33、法 根據(jù)分子大小根據(jù)分子大小 根據(jù)溶解性根據(jù)溶解性 根據(jù)電荷根據(jù)電荷 根據(jù)吸附力根據(jù)吸附力 根據(jù)特異性親和力根據(jù)特異性親和力 透析透析/超過(guò)濾法超過(guò)濾法 密度梯度離心法密度梯度離心法 凝膠過(guò)濾法凝膠過(guò)濾法 PI沉淀法沉淀法 鹽溶和鹽析法鹽溶和鹽析法 電泳法電泳法 離子交換法離子交換法 凝膠過(guò)濾法凝膠過(guò)濾法 凝膠過(guò)濾所用介質(zhì)為凝膠珠，其內(nèi)部為多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)凝膠過(guò)濾所用介質(zhì)為凝膠珠，其內(nèi)部為多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 一定型號(hào)的凝膠網(wǎng)孔大小一定，只允許相應(yīng)大小的分子一定型號(hào)的凝膠網(wǎng)孔大小一定，只允許相應(yīng)大小的分子 進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，大分子則被排阻在外進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，大分子則被排阻在外 洗脫時(shí)大分子隨洗脫液從顆粒

34、間隙流下來(lái)，洗脫液體積洗脫時(shí)大分子隨洗脫液從顆粒間隙流下來(lái)，洗脫液體積 ??；小分子在顆粒網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中穿來(lái)穿去，歷程長(zhǎng)，后洗脫?。恍》肿釉陬w粒網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中穿來(lái)穿去，歷程長(zhǎng)，后洗脫 下來(lái)，洗脫體積大下來(lái)，洗脫體積大 測(cè)定蛋白質(zhì)分子量一般用葡聚糖，商品名：測(cè)定蛋白質(zhì)分子量一般用葡聚糖，商品名： Sephadex 二二. 蛋白質(zhì)濃度測(cè)定的方法蛋白質(zhì)濃度測(cè)定的方法 1.福林試劑反應(yīng)福林試劑反應(yīng) 福林試劑：磷鉬酸福林試劑：磷鉬酸-磷鎢酸將福林試劑還原，產(chǎn)生磷鉬藍(lán)和磷鎢磷鎢酸將福林試劑還原，產(chǎn)生磷鉬藍(lán)和磷鎢 藍(lán)混合物。酪氨酸、色氨酸的反應(yīng)（還原反應(yīng)）藍(lán)混合物。酪氨酸、色氨酸的反應(yīng)（還原反應(yīng)） 2.雙縮脲法雙縮脲

35、法 在堿性條件下，蛋白質(zhì)與硫酸銅發(fā)生反應(yīng)在堿性條件下，蛋白質(zhì)與硫酸銅發(fā)生反應(yīng) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-銅絡(luò)合物，銅絡(luò)合物， 靈敏度提高靈敏度提高100倍倍 3.考馬斯亮藍(lán)考馬斯亮藍(lán)G-250 本身為紅色，與蛋白質(zhì)反應(yīng)呈藍(lán)色，與蛋白的親和力強(qiáng)，靈敏度高，本身為紅色，與蛋白質(zhì)反應(yīng)呈藍(lán)色，與蛋白的親和力強(qiáng)，靈敏度高， 1-1000微克微克/毫升毫升 4.凱氏定氮法凱氏定氮法5.紫外吸收法紫外吸收法 R CH NH 3 + COO- R CH COOH NH2 三三.基本組成單位氨基酸基本組成單位氨基酸 （一）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 1.特點(diǎn)特點(diǎn) 氨基酸的結(jié)構(gòu)決定了有如下特點(diǎn)：氨基酸的結(jié)構(gòu)決定了有如下特點(diǎn)： 具有酸性的羧基和堿性的氨基具有酸性的羧基和堿性的氨基 -碳為手性碳原子碳為手性碳原子 由于由于R側(cè)鏈不同側(cè)鏈不同 或 分子型分子型離子型離子型 2.非蛋白氨基酸非蛋白氨基酸 NH2CH2COOHCH2CH2 NH2CH 2CH COOHCH 2 CH2 NH2 C O NH CH 2 CH COOHCH2OH NH2 NH2CH2 CHCOOH CH2CH2 NH2 NH2CH2COOHCH2 高絲氨酸：高絲氨酸： -丙氨酸：丙氨酸： -氨基丁酸